第十章　103.测量电源的电动势和内阻---高中物理人教版（2019）高三 课后同步加练半小时 练习（解析版）

这是一份第十章　103.测量电源的电动势和内阻---高中物理人教版（2019）高三 课后同步加练半小时 练习（解析版），共13页。试卷主要包含了1 V，所以读数为U2=1，32，00，25，64等内容，欢迎下载使用。
1.(8分) (2025·吉林长春市二模)测量电源的电动势和内阻的实验中，为了消除电流表和电压表内阻对实验结果的影响，某实验小组设计了如图(a)所示的实验。先将单刀双掷开关S2接1，闭合S1，调节滑动变阻器，得到多组电压U和电流I，断开S1，作出U-I图像；再将开关S2接2，重复上述操作。最终作出的两条U-I图线如图(b)所示。
(1)(2分)仅利用开关S2接1测得的数据，得出电动势和内阻，系统误差来源于 。
A.电压表分流 B.电流表分压
(2)(2分)开关S2接2进行实验，作出的U-I图像为图(b)中的图线 (填“A”或“B”)。
(3)(4分)消除电流表和电压表内阻对实验结果的影响，用图(b)中物理量的符号表示出电动势E= ，内阻r= 。
答案 (1)B (2)B (3)UA UAIB
解析 (1)由题图(a)所示电路图可知，S2接1时相对于电源电流表采用内接法，由于电流表的分压作用使路端电压的测量值小于真实值造成实验误差，故选B。
(2)开关S2接2时由于电压表的分流作用，电流的测量值小于真实值，电压表示数为零时，分流电流为零，即短路电流是准确的，电源电动势与内阻的测量值都小于真实值，U-I图线应为B。
(3)开关S2接1时电源电动势的测量值等于真实值，图线为A，则电源电动势E=UA；
开关S2接2时短路电流的测量值与真实值相等，由图线B可知，短路电流为IB，则电源内阻r=UAIB
2.(10分)(2025·安徽合肥市一六八中学模拟)现有两种类型的电源A、B，A的电动势大于B的电动势，由于某种原因导致铭牌上标识磨损，无法确定A、B的电动势及B的正负极。为了解决上述问题某同学根据所学知识设计了如下实验，电路图如图甲。实验步骤如下：
第一步，按电路图连接实物电路；
第二步，把B电源的两极a、b端分别与电路中的1、2相连；R1、R2阻值调至最大；
第三步，闭合开关，调节电阻箱R1、R2连入电路的阻值，使电流表示数为合适值，记录下R1、R2阻值及相应电流表的示数，断开开关；
第四步，改变电阻箱R1、R2连入电路中的阻值，重复实验第三步多次；
第五步，调换B电源与电路的连接端点，使a、b分别与2、1相连，重复第三步第四步；
第六步，根据记录数据在同一坐标纸上画出IR1+R2-I图像分别为乙图的①、②。
请回答以下问题：
(1)(2分)B电源的正极为 端(填“a”或“b”)；
(2)(4分)A、B电源的电动势分别为EA= ，EB= ；
(3)(4分)为了测量B电源的内阻，该同学又改进了电路如图丙所示，接入B电源，闭合开关，调节R1、R2使得灵敏电流计示数始终为零，记录下多组R2的阻值及相应的电流表示数，画出IR2-I图像如图丁，则B电源的内阻rB= ，其测量值 真实值(填“大于”“小于”或“等于”)。
答案 (1)b (2)ℎ+g2 ℎ−g2 (3)mn 等于
解析 (1)在题图乙中，纵截距代表总电动势，把B电池的a、b端，分别与电路中的1、2相连时，总电动势大，所以b端为电池B的正极。
(2)根据闭合电路欧姆定律可得IR1+R2=E-IrA+rB
图线①的截距h=EA+EB，图线②的截距g=EA-EB
联立可得EA=ℎ+g2，EB=ℎ−g2
(3)灵敏电流计示数始终为零，说明左边EB、R2回路中流过的电流始终等于右侧电流表示数，根据闭合电路欧姆定律IR2=EB-IrB
斜率绝对值rB=mn
实验原理中不涉及电表内阻，所以测量值等于真实值。
3.(10分) (2025·广东佛山市一模)为了测量某一旧电池组的电动势和内阻，某实验兴趣小组设计了如图甲所示电路图，所用实验器材如下：
A.旧电池组(电动势约为2.5 V，内阻约为几十欧姆)
B.电压表(量程为3 V，内阻RV=1 000 Ω)
C.定值电阻R0(阻值为1 000 Ω)
D.单刀双掷开关S一个，导线若干
(1)(2分)根据图甲所示电路图，完成图乙中的实物图连线。
(2)实验操作步骤如下：
①将单刀双掷开关S与1接通，仅用电压表直接测量电源两端电压，记录电压表示数U1；
②将单刀双掷开关S与2接通，使得电压表与定值电阻串联后接入电源，记录电压表示数U2；
(3)(6分)若测得U1=2.35 V，U2的读数如图丙所示，读出U2= V，由此得出E= V，r= Ω(保留3位有效数字)；
(4)(2分)如果电压表的实际内阻大于标称值RV，最终测出的电池内阻r阻值 (填写“偏大”“偏小”或“无影响”)。
答案 (1)见解析图 (3)1.20 2.45 43.5 (4) 偏大
解析 (1)根据电路图连接实物图如图所示
(3)电压表的最小分度值为0.1 V，所以读数为U2=1.20 V；
将单刀双掷开关S与1接通，根据闭合电路欧姆定律，有E=U1+U1RVr
将单刀双掷开关S与2接通，根据闭合电路欧姆定律，有E=U2+U2RVR0+r
联立解得电动势为E≈2.45 V
电源内阻为r≈43.5 Ω
(4)根据上述分析可知r=U1−U2RV−U2R0U2−U1
如果电压表的实际内阻大于标称值RV，最终测出的电池内阻r阻值偏大。
4.(12分)(2025·广西百色市期末)为了测量某电池组(由2节干电池组成)的电动势和内阻，实验室提供的器材有：
A.电池组
B.定值电阻R1=50.0 Ω
C.定值电阻R0=3.0 Ω
D.滑动变阻器R(最大阻值为30 Ω，允许通过最大电流为1 A)
E.电流表A1(量程为30 mA、内阻r1为50.0 Ω)
F.电流表A2(量程为500 mA、内阻r2约为0.5 Ω)
G.开关S、导线若干
小天同学根据以上器材设计并连接了如图甲所示的实物图。
(1)(2分)请根据连接的实物图甲在图乙的虚线框内完成电路图(并标明对应器材的符号)。
(2)(2分)闭合开关S后，发现两个电流表都没有示数，其原因是图中①、②导线其中的一条外面绝缘皮正常而内部的芯线断了。于是在开关S闭合的情况下尝试用多用表排除故障：将多用表选择开关置于直流2.5 V电压挡，分别测量导线①和②两端电压，结果发现，导线①两端电压为零，导线②两端电压不为零，据此判断，内芯线断了的导线是 (选填“①”或“②”)。
(3)(6分)更换正常导线后，小天同学闭合开关S，实验中调节滑动变阻器的滑片，分别读出电流表A1、A2的示数I1和I2，一共记录下六组数据如下表所示，他以(I1+I2)为横坐标、I1为纵坐标作图，利用图像法处理这些数据，作出的图像如图丙所示，则该电池组的电动势为E= V，内阻为r= Ω(结果均保留2位有效数字)。
(4)(2分)任何实验总会有误差，包括读数的偶然误差和忽略电表内阻产生的系统误差，你认为小天同学处理数据的方法 (选填“存在”或“不存在”)系统误差。
答案 (1)见解析图 (2)② (3)3.0 1.0 (4)不存在
解析 (1)根据实物图，画出电路图如图所示
(2)正常的导线电阻为零，导线两端不会有电压，断掉的导线两端才会有电压，所以一定是导线②的内芯线断了。
(3)据闭合电路欧姆定律知E=(I1+I2)(R0+r)+I1(r1+R1)，即I1=Er1+R1-R0+rr1+R1·(I1+I2)
图像与纵坐标交点的截距b=30 mA=0.03 A，则Er1+R1=b，斜率的物理意义表示k=-R0+rr1+R1
代入数据解得E=3.0 V，r≈1.0 Ω
(4)本实验定值电阻R1和电流表A1串联起来相当于电压表，这只等效电压表内电阻是已知的，在利用闭合电路欧姆定律计算过程中，已经考虑了等效电压表的分流作用，因此不存在系统误差。实验次数
①
②
③
④
⑤
⑥
I1/mA
26.32
25.00
21.09
17.25
13.46
10.30
I2/mA
65.78
100.09
201.66
301.39
400.16
483.00
(I1+I2)/mA
92.10
125.09
222.75
318.64
413.62
493.30